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oe1(光电查) - 科学论文

58 条数据
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  • 超大面积、连续且高介电常数的h-BN薄膜的可调厚度生长

    摘要： 六方氮化硼（h-BN）因其优异的热学性能、力学性能和宽光学带隙，在超薄二维微电子领域极具应用潜力。然而，制备具有高击穿强度的大尺寸横向均匀h-BN薄膜仍是重大挑战。本研究通过低压化学气相沉积法（LPCVD）系统探究了生长条件对h-BN薄膜厚度的影响。采用电解抛光铜箔作为沉积衬底并设计定制"封闭式"石英舟反应器，优化LPCVD生长参数后，我们实现了厚度可调（1.50-10.30纳米）、表面光滑（均方根粗糙度0.26纳米）且超大尺寸（1.0厘米×1.0厘米）的h-BN薄膜生长，其本征击穿强度高达~10.0兆伏/厘米，为开发具有超薄特性的高可靠性二维微电子器件提供了重要前景。

    关键词： 介电击穿强度，六方氮化硼（h-BN），薄膜，低压化学气相沉积（LPCVD），二维微电子学，六方氮化硼

    更新于2025-09-22 21:53:55

  • 结合石墨烯和六方氮化硼的范德华异质结构

    摘要： 作为二维范德华（vdW）材料大家族中的首个成员，石墨烯因其卓越特性而备受关注。近期发展出的将石墨烯与其他原子级薄vdW晶体简单组合形成异质结构的实验技术，使得探索这些所谓vdW异质结构的特性成为可能。六方氮化硼是继石墨烯之后第二受欢迎的vdW材料，这源于二者结合形成的vdW异质结构所展现的新物理现象与器件特性。六方氮化硼可作为无特征电介质衬底用于石墨烯，使器件能实现超低无序度从而观测石墨烯本征物理特性（如整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应）。此外，在特定条件下，六方氮化硼还能以新方式调控石墨烯的光学和电子特性——诱导次级狄拉克点出现或驱动新型等离激元态。通过将其他vdW材料整合至这些异质结构中，并调控其新自由度（如晶体间相对旋转角度与层间距），为工程化构建和操控近乎无限的新物理现象及器件特性开辟了路径。

    关键词： 量子霍尔效应、石墨烯、莫尔超晶格、极化激元、六方氮化硼、范德瓦尔斯异质结构

    更新于2025-09-22 12:38:27

  • 通过碱土金属硼酸盐在低温退火条件下向h-BN中掺杂碳以实现光氧化还原活性

    摘要： BCN（氮化硼碳）纳米片因其可调的带隙和独特性质，有望成为通过可见光驱动水分解和二氧化碳还原制备太阳能燃料的光催化剂材料。从热力学角度看，通过热退火向六方氮化硼（h-BN）中掺杂碳元素虽能制备出在可见光照射下具有光催化活性的BCN纳米片，但通常需要极高温度（>1250°C）。本研究报道了一种新方法：通过添加碱土金属化合物，在低于平衡态的退火温度（1000°C）下制备具有可见光光催化活性的BCN纳米片。在硼酸盐熔体中形成的BCN纳米片呈现清晰的层状结构，具有可调带隙，并在可见光照射下展现出水分解和二氧化碳还原的光催化活性。这为利用碱土金属硼酸盐在低温退火条件下向h-BN中掺杂其他元素提供了方向。

    关键词： h-BN（六方氮化硼）、低退火温度、BCN纳米片、水分解、二氧化碳还原、碳掺杂、光氧化还原活性、碱土金属硼酸盐

    更新于2025-09-22 17:21:58

  • 通过使用全球磨六方氮化硼片（无需离心）提升聚偏氟乙烯基复合材料的击穿强度

    摘要： 六方氮化硼（h-BN）因其固有高击穿强度（800 kV/mm），是赋予铁电聚合物高能量密度的理想候选材料。通常认为只有氮化硼纳米片（BNNSs）能显著提升复合材料击穿强度。然而，BNNSs的低产率和耗时制备过程极大限制了h-BN的应用。为解决这一难题，本研究直接采用全球磨h-BN（B-BN）片层增强聚偏氟乙烯（PVDF），全程无需离心处理。当填料含量为8 wt%时，复合材料的击穿强度随球磨时间延长而提升。值得注意的是，球磨16小时的h-BN（B16-BN）使PVDF击穿强度达到惊人的506.8 kV/mm，分别是纯PVDF（272.4 kV/mm）的2.86倍和PVDF/h-BN复合材料（380.6 kV/mm）的1.33倍。相同填料含量下，PVDF/B16-BN复合材料的击穿强度接近PVDF/OH-BNNSs复合材料，表明离心步骤并非必要。此外，PVDF/B16-BN复合材料还实现了介电损耗改善、计算能量密度提升、机械性能增强及面内热导率提高。这些性能提升证明采用B16-BN可规避BNNSs制备过程的低产率和耗时缺陷，拓展其在储能领域的应用。最后通过探讨OH-BN的分散性改善及其与OH-BNNSs对击穿强度的协同效应（f），深入阐释了PVDF/B16-BN复合材料的性能增强机制。

    关键词： 击穿强度，无离心，协同效应，六方氮化硼

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 等离子体微腔中的局域纳米谐振器模式

    摘要： 嵌入贵金属中的亚微米厚六方氮化硼晶体形成平面法布里-珀罗半微腔。在这些微腔顶部沉积金纳米颗粒后，会形成此前未被发现的具有角度和偏振敏感性的纳米谐振器模式，这些模式受到纳米颗粒的紧密横向限制。通过对比暗场散射与反射光谱学发现，等离子体与类法布里-珀罗增强效应放大了微妙的干涉贡献，从而导致暗场光谱中出现意外红移现象——这一现象可通过这些新模式的产生来解释。

    关键词： 暗场散射、等离子体微腔、纳米谐振器模式、金纳米颗粒、六方氮化硼

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 六方氮化硼声子晶体波导

    摘要： 六方氮化硼（h-BN）作为具有多种优异物理特性的标志性范德华（vdW）层状晶体之一，在探索二维（2D）电子学、光子学、力学及新兴量子工程领域正发挥着日益重要的作用。本研究通过构建耦合强度可调的h-BN纳米机械谐振器阵列，成功实现了射频（RF）频段内具有设计通带与阻带、可控波传播与传输特性的h-BN声子晶体波导。实验测量证实，这些声子晶体波导能在数百微米范围内约束并支持15至24兆赫兹（MHz）的波传播。与固态晶体晶格类似，我们在h-BN声子波导中观测并系统研究了声子带隙与色散行为。在此类可集成加工的h-BN平台上引导和操控声波，有望促进多物理场耦合与信息转换，并为基于新兴h-BN光子-声子器件的片上相干信号处理与通信开辟新途径。

    关键词： 集成声子学、声子晶体波导、纳米机电系统（NEMS）、声波、六方氮化硼（h-BN）、射频

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于等离子体激元增强的二维材料光电器件

    摘要： 近年来，石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷和六方氮化硼等二维材料作为光电器件构建?？槭艿搅斯惴貉芯俊＝?，针对二维材料因超薄厚度导致本征光吸收率低而限制其光电性能的问题，研究者们投入了大量精力进行改进。利用金属纳米结构的等离激元效应以及石墨烯的本征等离激元激发已被证明是极具前景的策略之一。本简评重点介绍了等离激元效应推动的二维材料光电器件最新进展，并展望了等离激元辅助二维材料光电器件应用的更多可能性。

    关键词： 过渡金属二硫化物、等离激元效应、二维材料、黑磷、六方氮化硼、石墨烯、光电器件

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过光电子全息术解码二维材料中界面与杂质的结构

    摘要： 原子级薄材料的特性本质上取决于其结构，包括杂质、缺陷以及与下方基底的界面。因此，详细的结构性信息对于制备具有理想性能的二维材料至关重要。本研究以h-BN、石墨烯及含硼杂质的改性石墨烯等体系为例，探究了光电子衍射与全息技术在原子级薄层结构分析中的应用能力。我们证明：对于与基底具有共格界面的平面二维晶体，能够以高空间分辨率呈现界面与杂质分布，并区分可能存在的非等效结构单元。将该方法应用于Ni(111)和Co(0001)基底上的硼掺杂石墨烯时，揭示了碳双亚晶格中硼浓度的不对称性，并确定了其与合成工艺及基底选择的关联性。结果表明，该方法可广泛应用于各类二维体系研究——其中界面与缺陷结构具有显著重要性。

    关键词： 掺杂、结构、光电子衍射、石墨烯、六方氮化硼、光电子全息术

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波及太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 法国巴黎(2019年9月1日-2019年9月6日)] 2019年第44届国际红外、毫米波及太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 基于非对称双栅极石墨烯的太赫兹探测器

    摘要： 我们报道了利用非对称双栅极石墨烯场效应晶体管检测太赫兹辐射的研究。该石墨烯薄片夹在两层六方氮化硼（h-BN）之间，以避免与衬底相互作用并提高载流子迁移率。在上层h-BN顶部加工了非对称双金属栅极。当器件受到0.15和0.3太赫兹频率的太赫兹辐射激发时，在4K至室温范围内均观测到清晰的光电流。

    关键词： 场效应晶体管、探测器、六方氮化硼、太赫兹、石墨烯

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于二维范德华异质结太阳能电池表面钝化的六方氮化硼

    摘要： 二维（2D）半导体因其优异的电学和光学特性，以及能通过简单工艺形成高质量范德华（vdW）异质结的能力，有望成为太阳能电池的活性材料。此外，这些二维材料的原子级薄度使其能够实现轻量化、透明化的薄膜太阳能电池。但目前针对其性能优化的策略尚未得到充分研究。本文提出通过引入六方氮化硼（h-BN）作为表面钝化层来降低二维vdW太阳能电池电损耗的方法，该方法成功提升了MoS?/WSe?太阳能电池的光伏性能——特别是由于短路电流和开路电压的大幅提升，我们观察到约74%的功率转换效率改善。这种显著的性能提升源于非重叠半导体区域结区与表面复合速率的降低，该结论已通过时间分辨光致发光分析得到证实。此外，h-BN顶层还提高了测试二维电池在环境条件下的长期稳定性。经过一个月的观测发现，h-BN钝化有效抑制了MoS?/WSe?太阳能电池的退化速度，其降解速率仅为未钝化电池的一半。本研究表明h-BN能成功抑制二维vdW异质结太阳能电池在环境条件下的电损耗与性能退化。

    关键词： 表面钝化、太阳能电池、二硫化钼（MoS?）、二硒化钨（WSe?）、二维材料、范德华异质结、六方氮化硼（h-BN）

    更新于2025-09-16 10:30:52